無線數(shù)據(jù)傳輸新技術DMB+在應急管理領域的應用

王國裕，陳雪飛，張紅升，3，張 旭

（1.三江學院電子信息學院，南京 210028；2.重慶郵電大學光電工程學院，重慶 400065；3.南京義懷數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司，南京 210038；4.南通賽恩斯智能科技有限公司，南通 226333）

新組建的國家應急管理部在最近事故處置和救災中發(fā)揮了重要作用。正確認識和合理使用科技手段，可以減少事故發(fā)生，提高救援效率，使應急管理更有序，安全教育常態(tài)化。2019年6月四川宜賓地震中，有關部門通過電視屏幕、社區(qū)喇叭等多種方式進行了地震預警，有效的提醒了部分地區(qū)地震的信息。雖然我國地震預警網(wǎng)已覆蓋6.6億人口，但真正應用地震預警信息的人僅在4%左右，預警信息的傳輸仍然是重點問題[1]?？梢娫诳萍紤梅矫?，還存在著誤區(qū)和不足，導致我國應急管理壓力大，有時候疲于奔命。這是一個事關應急管理戰(zhàn)略方向的問題，應引起足夠的重視。

首先要認識商業(yè)通信平臺不能滿足應急需要。幾十年信息技術的發(fā)展使得大家習慣性地認為通信在任何時候都不會有問題，但實際上并非如此。手機和網(wǎng)絡是民用技術，作為個人終端很有用。但是在人多時（超過基站容量），或在自然災害發(fā)生時，手機和網(wǎng)絡就不工作了[2]。2015年元旦前夜，上海數(shù)十萬人聚集江邊廣場，手機早已癱瘓了，警察眼睜睜看著人越來越多，卻無法提醒、疏散人群。洪水地震等自然災害發(fā)生時，通信系統(tǒng)往往先被擊垮。有時一個謠言可能導致一個城市或地區(qū)的通信中斷數(shù)小時。正如有人總結的，手機等終端是“平時離不開，關鍵時刻靠不住”。所以，政府信息發(fā)布，尤其是應急管理，不能依賴商用通信系統(tǒng)，而需要獨立可靠的平臺，必須具備權威性、強制性、可靠性和受眾性。

傳統(tǒng)的天氣預報和預警手段太過時了，效果遠遠不夠，2019年4月12日深圳暴雨沖走施工人員的事故就說明了這一點。電視電臺天氣預報形式簡單，幾十年來基本沒有變化，其收視率和影響逐步降低；最近幾年，全國或地區(qū)幾輪預警廣播的建設，由于沒有新意，花費了人力物力但所見成效并不理想；

通過短信和微信給大量人群發(fā)預報技術上就做不到，也容易被忽略，所以經(jīng)常有群眾抱怨沒有及時收到災害預報和預警[3]。在如今信息技術發(fā)達的條件下，完全可以采用數(shù)字多媒體新技術實現(xiàn)專業(yè)、全面、不間斷、強制性的預報預警，實現(xiàn)最大范圍的人群覆蓋。

應急管理技術方面被忽略的問題還很多，如景區(qū)有線喇叭覆蓋普遍不足，游客同時使用手機而使得通信基站堵塞以至管理癱瘓的隱患一直存在；消防廣播基本流于形式，其標準很老舊了；對公眾的安全教育缺乏有效的平臺等等。

以上所有問題都可以通過無線數(shù)據(jù)傳輸新技術DMB+（digital multimedia broadcast plus）得以解決或改善。DMB+以無線方式同時向多個接收終端發(fā)送音頻、文字、圖片、視頻等信息，具有獨立于商用通信系統(tǒng)、傳輸覆蓋范圍廣、系統(tǒng)維護簡單的特點，可廣泛用于各行各業(yè)，特別適合于應急管理和公共安全教育，一個系統(tǒng)可以實現(xiàn)多功能，包括預報預警、救災指揮、緊急通訊、災情發(fā)布、安民告示、安全教育和提示等。

雖然其他媒體形式也可以作為預警和應急信息發(fā)布，如商業(yè)廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)、報紙雜志、手機等，但這些平臺都有一個共同問題——用戶選擇權。廣播電視用戶可以選擇其他娛樂節(jié)目，互聯(lián)網(wǎng)上專業(yè)、嚴肅內(nèi)容的點擊率反而低，手機短信過于簡單，加之互聯(lián)網(wǎng)和手機短信上的垃圾內(nèi)容過多，緊急事件會讓人半信半疑。另外，技術上互聯(lián)網(wǎng)和手機短信并不能及時到達所有用戶，因此這些平臺雖然可以在一定條件下起到預報和預警的作用，但效果并不理想。這也就是平臺多了，預報和預警效果反而不如以前“大喇叭”的原因。

DMB+系統(tǒng)由發(fā)射臺控制所有公共終端的開啟，受眾沒有選擇權，所播送的內(nèi)容均為當?shù)鼗虮締挝恢匾男畔?，使之成為當?shù)鼗騿挝弧靶侣劙l(fā)言人”的角色，群眾自然會予以關注。嚴峻的治安形勢需要管理機構有自己的話語權，在緊急情況發(fā)生時群眾也需要聆聽權威聲音，否則一個謠言或惡作劇都可能造成大面積恐慌或事故。DMB+可以在關鍵時刻起到及時發(fā)布正確信息和安撫人心的作用，它能夠體現(xiàn)專業(yè)性、權威性、受眾性（覆蓋范圍內(nèi)所有人）、可靠性和強制性（無用戶選擇權），是預報、預警和應急管理的最好的信息發(fā)布平臺。

1 DMB+系統(tǒng)

DMB+基于數(shù)字音頻廣播DAB 技術發(fā)展成了一個可傳播音頻、圖片、視頻及文件、獨立于商用網(wǎng)絡、通用的無線數(shù)據(jù)傳輸通道[4]。DMB+是無線技術，從發(fā)射到終端幾十公里均不需走線。無線技術中，Wi-Fi 較為常見，但Wi-Fi 只是最后幾十米無線，Wi-Fi 的布線非常復雜，工程量大。DMB+無線技術徹底擯棄了工程布線的麻煩，也解決了Wi-Fi 系統(tǒng)不可靠，維護費和流量費高等諸多問題。DMB+獨立于商用通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，增強了系統(tǒng)可靠性，使用、維護和管理簡單，且沒有流量費。同時，DMB+還是多媒體終端，所有的電子終端都可以驅(qū)動，DMB+信息發(fā)布終端[5]如圖1所示，這有效增加了信息發(fā)布的靈活性和精準度。

圖1 DMB+信息發(fā)布終端

DMB+系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩個部分，發(fā)射系統(tǒng)由一套發(fā)射設備（主控發(fā)射機柜、信源編碼器、上變頻器及相關專用軟件組成），終端設備主要是室外音柱音箱，室內(nèi)智能喇叭、LED、LCD 電視屏等公共接收終端組成[6]。由于采用數(shù)字技術，一套系統(tǒng)設備能夠同時傳輸多套節(jié)目，發(fā)布內(nèi)容和形式可以各不相同，可根據(jù)具體需求選擇接收終端，進行信息發(fā)布。

作為政府信息發(fā)布和應急管理應用，DMB+系統(tǒng)以公共終端為主，而非手機等個人終端。這是因為給眾多手機發(fā)信息目前技術上尚不能做，手機所接收到的信息不具有權威性，許多不嚴肅不真實或似是而非的內(nèi)容沖淡了重要和真實的信息。公共終端不僅具有權威性，而且放置在公共場所和入口等明顯的位置連續(xù)播放，緊急時刻所有終端同時開啟，產(chǎn)生聲光電的震撼效果，保證了強制性和受眾性，及時到達每一個人。

在公共區(qū)域大量放置LCD 和LED 屏、發(fā)布圖文信息平時可以起到較好的宣傳和安全教育及美化環(huán)境的作用，LED 屏用于宣傳教育的展示效果如圖2所示，LCD 屏用于信息發(fā)布的展示效果如圖3所示。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，視覺效果好于聽覺效果（沒有噪音污染），精心選擇的圖片和精煉的語言可以有效地傳遞信息，做到安全教育時時講、天天講，讓群眾一目了然，潛移默化。

圖2 LED屏用于宣傳教育

圖3 LCD屏用于信息發(fā)布

2 預報、預警和應急管理

用DMB+可以建立起專業(yè)的、專用的天氣和災害預報、公共安全信息發(fā)布和預警、應急指揮體系，可以在第一時間發(fā)布信息和指令到最大的范圍，比其它網(wǎng)絡和媒介更快捷和有效；可以在通信、交通和電力完全中斷的情況下，保持信息發(fā)布和命令下達的暢通，實現(xiàn)有效的救援指揮和災區(qū)管理[7]。通過在地震多發(fā)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)配備便攜式發(fā)射裝置，緊急情況下可以快速地發(fā)出求救信息，甚至實現(xiàn)與外界的雙向通信，可保證從此大震大災再無“孤島”。

2.1 天氣和災害預報

用DMB+可以改進天氣預報和災害預警方式，分階段循序漸進地發(fā)布針對性的預警和提示信息。圖4、圖5分別展示了廣場中央安裝了DMB+接收器的LED 屏對人流密度的提示信息，按等級進行預警，游客根據(jù)發(fā)布信息及時應對，有效避險。終端以公共終端為主，不僅有文本顯示的LED 屏，還有喇叭、圖片和視頻顯示屏及報警器等[8]，在公共場所、社區(qū)、工地和?；髽I(yè)等公共區(qū)域廣泛放置。以暴雨預警為例，可以在暴雨來臨的前幾天就進行預告，同時播放自然災害的科普安全知識、逃生的路線、各種注意事項等；可以分層次、逐步深入地進行聲、圖、文結合的立體化預警，如提前提醒工地要防止積水，強調(diào)在大雨到來之前要提前撤離等等。

圖4 LED屏展示藍色預警

圖5 LED屏展示紅色預警

2.2 緊急預警和應急處置

在地震發(fā)生時或大雨降臨前，啟動聲光電的各種終端的緊急預警（包括報警器），形成震撼效應。同時通過語音、文字和圖示，指示群眾及時撤離，提醒相關注意事項。

災害發(fā)生后，公路沿途的LED 屏發(fā)布交通疏導信息，指揮求援車輛到達指定位置。疏散場地的公共終端，及時發(fā)布災情、救災情況、救助點管理、食品領取、醫(yī)療救護等信息，安定人心，有序管理。

消防人員、醫(yī)療人員和管理人員可以配發(fā)個人接收終端，在指揮部統(tǒng)一指揮下各司其職。

請注意在重大災害發(fā)生時，其它通信網(wǎng)絡和電力供應可能全部中斷，而DMB+可能是唯一工作的信息發(fā)布系統(tǒng)，在應急救援緊急時刻發(fā)揮重要的作用。

2.3 應急通信

近年來的研究實現(xiàn)了DMB+雙向通訊和自組網(wǎng)[9]等新功能，為災害預警、緊急救援提供了新的技術方案。在災難發(fā)生時，可以在無人機上安裝便攜式的DMB+基站作為中繼，實現(xiàn)災區(qū)和外界的通信。災區(qū)內(nèi)的DMB+基站可以將災區(qū)情況發(fā)送到外界，便于外界掌握災區(qū)情況，進行高效救援，同時，災區(qū)內(nèi)發(fā)布廣播信息，安撫群眾。這個結構既增強了本地信息覆蓋范圍、實現(xiàn)了遠程通信，也可以將信息傳遞到其他網(wǎng)絡，在應急情況下靈活配置，大大提高應急通信和救援的效果。

四川的幾次大地震，都由于震中完全隔斷而使得中央領導極為揪心，有了DMB+系統(tǒng)，如果震中緊急啟用DMB+基站，就可以與外部建立通信聯(lián)系（語音和視頻通話）。

2.4 應急管理專網(wǎng)

DMB+雙向通信的能力可以進一步擴充?；贒MB+基站的概念，可以建立全國范圍的應急管理專網(wǎng)。通過這個專網(wǎng)，各地應急管理局可以互相交換數(shù)據(jù)。這樣的專網(wǎng)不依賴于商業(yè)網(wǎng)絡，專網(wǎng)專用，信息安全，在商業(yè)網(wǎng)絡癱瘓時仍能工作。

DMB+專網(wǎng)的成本大大低于商業(yè)網(wǎng)絡，其專網(wǎng)建設可以與各地的預報預警平臺相融合，及共用DMB+發(fā)射設備，主要設備不需重復購置。

3 公共安全應用和安全教育

3.1 旅游景區(qū)公共安全

景區(qū)通常采用有線廣播技術，有線喇叭覆蓋普遍不足，游客同時使用手機而使得通信基站堵塞（手機打爆）以至管理癱瘓的隱患一直存在。DMB+是無線技術，與傳統(tǒng)的有線廣播相比，可節(jié)省巨額布線工程費用，而且擴展為多媒體終端[10]。同時，有著維護簡單、不損壞原景區(qū)環(huán)境和設施等優(yōu)點。

有了DMB+平臺，旅游景區(qū)可以做到任何時間向任何地點播放信息和安全提示；平時的宣傳、導游、科普信息發(fā)布使得作為景區(qū)更有政治高度和檔次，更好地發(fā)揮“窗口單位”的正面影響。

3.2 學生素質(zhì)教育和安全教育

通過眾多的LED 屏和LCD 屏，以文字、圖片和視頻方式反復播放安全教育內(nèi)容，產(chǎn)生潛移默化的影響。重郵保衛(wèi)處和學生處在每個宿舍入口處安裝了LCD 屏，不僅可以顯示時間、天氣、宿舍通知等日常信息，還用于提醒學生安全須知，預防詐騙等，圖文信息顯示界面如圖6所示。三江學院在每個宿舍入口處安裝了LED 屏，由DMB+推送重要通知和安全教育信息，在裝扮宿舍的同時也保證了安全教育的全覆蓋，該校LED 屏安全教育內(nèi)容如圖7所示。這些公共大屏具有權威性、強制性和受眾性的特點，安全教育的效果顯著好于網(wǎng)絡和手機發(fā)布方式，是建設平安校園的創(chuàng)新技術手段。

某公安分局政委說，學生自律能力差，在家里家長常叮囑，到學校后這些屏就起到同樣的作用。重郵和三江學院在每個宿舍入口處都安裝了LED 屏，相關通知和內(nèi)容通過這些屏發(fā)送，保證了信息能及時發(fā)到每一個在校學生，“一個都不落下”，效果非常好。

圖6 學生宿舍圖文信息顯示界面

圖7 眾多LED屏用于安全教育

3.3 ?；髽I(yè)安全提醒和教育

安全生產(chǎn)是工廠企業(yè)尤為重要的，特別是危險化工企業(yè)，需要時時提醒每一個員工注意安全。DMB+在安全教育、安全生產(chǎn)提醒、督促；突發(fā)事件預警、應急指揮；平時企業(yè)形象、企業(yè)管理、企業(yè)文化都有著很好的作用。

DMB+以無線方式驅(qū)動各類多媒體公共終端，通過文字、圖片、視頻和語音，全面地進行安全生產(chǎn)宣傳、安全教育和提示，播放重要新聞、事務通知、文化活動。終端可以廣泛放置在生產(chǎn)區(qū)域、門廳、通道等重要位置，也可伸展到廣場、停車場、花園、食堂、宿舍等區(qū)域，多種展示效果如圖8所示。在有突發(fā)事件時，系統(tǒng)可通過聲、光、電的形式大強度發(fā)布預警，進而實現(xiàn)有效的應急指揮。

圖8 文字、圖片等用于安全教育

與?；髽I(yè)相似，高校實驗室是人、財、物比較集中的地方，是培養(yǎng)和建立嚴謹科研作風的最主要場所。安全教育需要天天講、時時講，需要融入到每個學生的日常學習和實驗中去，養(yǎng)成習慣，變成自然，形成傳統(tǒng)。同時，也必須保持安全教育和宣傳工作的系統(tǒng)性和延續(xù)性。

4 DMB+的先進性和原創(chuàng)性

DMB+項目具有原創(chuàng)性。我們于2013年在世界上首次召開了“DMB 公共信息發(fā)布、預警和應急通信國際學術會議”[5][11]，作者近幾年受邀出席了聯(lián)合國亞太經(jīng)互會和亞廣聯(lián)組織的預警救災專題國際會議，做主題演講。DMB+的具體原理在《科學通報》等期刊發(fā)表[12]。

DMB+技術成熟，已經(jīng)成功用于大亞灣核電站預警系統(tǒng)和廣州北京路商圈應急廣播系統(tǒng)[13]，在重慶和江蘇已有30多家單位采用，在城市綜合治理和平安校園建設等方面發(fā)揮了重要作用[14]。如果DMB+在應急管理的更大范圍使用，將產(chǎn)生巨大的社會效益，節(jié)省大量的人力物力。在人越多、終端越多的情況下，DMB+越有效、越起作用，特別適合我國人口眾多、突發(fā)事件較多的國情。

5 結束語

本文闡述了無線數(shù)據(jù)傳輸新技術DMB+在應急管理領域的應用?；贒MB+系統(tǒng)可以建立專業(yè)的、專用的應急數(shù)據(jù)傳輸通道和管理系統(tǒng)，使國家應急管理更具專業(yè)性、權威性、受眾性和可靠性。應急中心可以在災害前通過音頻、圖片、視頻等多種形式及時發(fā)布預警信息和指令到最大范圍。在地震多發(fā)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)配備便攜式發(fā)射裝置，緊急情況下快速地發(fā)出求救信息，可以實現(xiàn)與外界的雙向通信，實現(xiàn)有效的救援指揮和災區(qū)管理，可以大大提高應急信息覆蓋范圍，為抗震救災應急通信和應急指揮提供新的技術方案。